CN106824543B - 一种铜冶炼渣回收铜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铜冶炼渣回收铜的方法，包括下述的步骤：第一步，铜冶炼熔渣改性：向熔融状态的铜冶炼渣中按照熔渣质量比添加3‑5%的复合添加剂，超声波作用使其充分混匀和熔化；所述复合添加剂由按质量百分比计的下述组分组成：黄铁矿40‑50%，黄铜矿5‑10%，焦粉40‑50%，和腐殖酸钠5‑15%，合计100%；第二步，熔渣缓冷：将经上述改性的熔渣在离心力和磁场作用下缓慢冷却；第三步，浮选：将缓冷后的改性渣破碎、磨矿，然后进行浮选处理，得到浮选铜精矿和尾渣。本发明通过对铜冶炼熔渣的矿相重构，实现铜、铁的综合回收，通过实验证实，本发明浮选得到含铜量大于20%的铜精矿，铜回收率71‑80%。

Description

一种铜冶炼渣回收铜的方法
技术领域
本发明涉及一种铜冶炼渣回收铜的方法，属于工业废渣资源化利用技术领域。
背景技术
世界上约有80%的铜是通过火法冶炼工艺生产的，其余20%用湿法冶金得到的，通常生产1吨冰铜大约可以产生2-3吨的铜渣。我国97%以上的铜由火法冶炼得到，如反射炉熔炼、闪速炉熔炼、电炉熔炼和转炉熔炼等。2015年我国精炼铜产量高达796万吨，与此同时每年产出1500万吨以上铜渣，累计产出量超过了1.2亿吨。铜渣中含有大量可利用有色资源，如铜，其中铜品位1%左右，远高于我国铜的可开采品位，具有很高的利用价值。
铜冶炼产生的冶炼渣中Cu、Fe等金属含量较高。铜渣的主要矿物组成，绝大多数是铁橄榄石（2FeO·SiO2），其次是少量磁铁矿（Fe3O4）和一些脉石组成的无定形玻璃体及少量的冰铜（Cu2S-FeS固熔体）。
目前回收铜渣中的铜，较为成熟的工艺主要是采用渣桶法进行缓冷结晶来改善铜聚集状态，然后通过磨矿浮选回收，该工艺简单，投资小，但对不同冶炼炉产出的炼铜渣适应性差，铜矿物结晶粒度较小且不均匀，浮选指标波动大，生产过程不易控制，铜的回收率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种铜冶炼渣回收铜的方法，提高铜的回收率，以实现铜的有效回收。
本发明的技术方案为：一种铜冶炼渣回收铜的方法，包括下述的步骤：
第一步，铜冶炼熔渣改性：向熔融状态的铜冶炼渣中按照熔渣质量比添加3-5%的复合添加剂，超声波作用使其充分混匀和熔化；
所述复合添加剂由按质量百分比计的下述组分组成：黄铁矿40-50%，黄铜矿 5-10%，焦粉 40-50%，和腐殖酸钠 5-15%，合计100%；
第二步，熔渣缓冷：将经上述改性的熔渣在离心力和磁场作用下缓慢冷却；
第三步，浮选：将缓冷后的改性渣破碎、磨矿，然后进行浮选处理，得到浮选铜精矿和尾渣。
在一个具体实施方式中，第一步经电炉贫化后的铜冶炼熔渣，出炉温度1250℃-1350℃，然后添加所述复合添加剂。
在一个具体实施方式中，第二步熔渣缓慢冷却至800-900℃，冷却速度1-2℃/min。
在一个具体实施方式中，第二步缓慢冷却过程转速10~15r/min。
在一个具体实施方式中，第二步缓慢冷却过程磁场强度0.2~0.25T。
在一个具体实施方式中，所述黄铁矿和黄铜矿均为天然矿物或精矿。
在一个具体实施方式中，黄铁矿平均硫含量35~45%，黄铜矿平均铜品位18~25%，焦粉固定炭含量70~80%。
在一个具体实施方式中，第三步浮选时，磨矿细度-0.045mm 75%-90%。
在一个具体实施方式中，第三步浮选制度为：丁黄药60 g/t ~80g/t，经过三次精选和三次扫选。
在一个具体实施方式中，铜冶炼渣中铁含量30-42%左右，铜含量0.5%-1.2%。
本发明方法所用复合添加剂，利用硫铁矿（黄铁矿）和焦粉还原渣中的磁铁矿，减少高熔点磁铁矿的生成，使之尽可能转化为亚铁，与渣中的二氧化硅结合，生产低熔点的橄榄石相，从而降低铜渣的粘度，提高渣的流动性；利用黄铜矿硫化渣中的氧化铜，产生更多具有可选性的硫化铜或者冰铜相；利用硫铁矿和黄铜矿作为晶种，诱导冰铜晶粒聚集、发育、长大，从而促进铜渣的浮选效果；利用腐植酸钠的良好粘结性能，促进复合添加剂成球，提高小球的强度。
本发明针对铜熔渣中铜锍矿物和磁铁矿晶粒微细及高度分散及铜铁矿物紧密共生的矿相结构，基于目的矿物的密度差、磁性差及结晶温度差，开发出利用离心力、磁力、热力场（熔渣潜热）以及添加剂的化学力协同作用的关键技术。通过离心力的作用有助于矿物颗粒之间的互相碰撞，聚集，促进颗粒尺寸的粗化，从而有利于单体解离。通过磁力的作用减少铜硫矿物与磁铁矿之间的相互嵌布，使其各自以单体的形式结晶，从而改善铜硫与磁铁矿的嵌布关系。改性熔渣冷却过程中通过多力场的协同效应，重构铜冶炼渣矿相，实现控制结晶，简化铜矿物和铁矿物相互嵌布复杂度，提高铜矿物可浮性。通过实验证实，本发明浮选得到含铜量大于20%的铜精矿，铜回收率71-80%。
本发明通过对铜冶炼熔渣的矿相重构，实现铜、铁的综合回收，与现有技术相比，具有以下特点：
（1）本发明采用复合添加剂，利用复合添加剂的化学力，降低熔渣的粘度，促进铜渣中铜硫矿物的生成，稳定熔渣中硫化铜物相，诱导冰铜颗粒结晶，促进其颗粒长大，冰铜粒径的粗化有利于其在磨矿时单体解离，改善铜冶炼渣中铜的可浮性，提高铜的浮选回收率；
（2）本发明合理地利用超声波，强化添加剂在熔渣中的有效分散，促进其与熔渣的完全反应，强化改性效果；
（3）本发明在有效地离心力、磁力及熔渣潜热协同作用，改善铜铁矿物的嵌布关系，实现矿相重构，强化铜的高效回收。
本发明对不同冶炼炉产出的炼铜渣适应性较强，浮选指标波动较小，生产过程易控制。
附图说明
附图1为本发明的流程图。
具体实施方式
以下通过具体实施例和对比实验对本发明技术方案进行详细的阐述。
本发明所用复合添加剂中，黄铁矿和黄铜矿可以为天然矿物或精矿。在下述实施例中，黄铁矿平均硫含量40%，黄铜矿平均铜品位21%，焦粉固定炭含量75%。
本发明所用复合添加剂采用下述的制备方法：将黄铁矿、黄铜矿、焦粉和腐殖酸钠按质量配比进行称量、混匀，加适量的水，然后在圆盘造球机中制得3-5mm的小球，最后将小球烘干至水分小于2%，即得到复合添加剂。
在下述实施例中，破碎、磨矿是将改性渣粗破碎至-5mm，再经高压辊磨破碎至-1mm，然后在球磨机中磨细。
对比例1
对铜冶炼的电炉贫化熔融渣中铜品位0.60%，不添加任何添加剂，采用熔渣缓冷-浮选工艺处理，获得铜精矿品位18.8%，铜回收率66.41%。
实施例1
对铜冶炼的电炉贫化熔融渣中铜品位0.60%，按铜冶炼渣质量的3%添加复合添加剂（黄铁矿45%，黄铜矿5%，焦粉40%，腐殖酸钠10%）进行熔渣改性，经超声波场的作用下使其充分混匀和熔化，改性渣经过缓冷（在离心力和磁场作用下,转速10r/min，磁场强度0.2T）、破碎、磨矿后，浮选得到铜精矿。在熔融温度1250℃，冷却速度1.5℃/min，冷却终点温度900℃的条件下进行改性，改性渣在浮选铜条件：磨矿细度-0.045mm 90%；丁黄药80g/t，经过三次精选和三次扫选，获得铜粗精矿品位20.56%，铜回收率74.45%。
实施例2
对铜冶炼的电炉贫化熔融渣中铜品位0.60%，按铜冶炼渣质量的4%添加复合添加剂（黄铁矿40%，黄铜矿10%，焦粉45%，腐植酸钠5%）进行熔渣改性，经超声波场的作用下使其充分混匀和熔化，改性渣经过缓冷（在离心力和磁场作用下,转速15r/min，磁场强度0.25T）、破碎、磨矿后，浮选得到铜精矿。在熔融温度1300℃，冷却速度1.5℃/min，冷却终点温度900℃的条件下进行改性，改性渣在浮选铜条件：磨矿细度-0.045mm 90%；丁黄药80g/t，经过三次精选和三次扫选，获得铜粗精矿品位21.34%，铜回收率76.57%。
实施例3
对铜冶炼的电炉贫化熔融渣中铜品位0.60%，按铜冶炼渣质量的5%添加复合添加剂（黄铁矿40%，黄铜矿5%，焦粉40%，腐植酸钠15%）进行熔渣改性，经超声波场的作用下使其充分混匀和熔化，改性渣经过缓冷（在离心力和磁场作用下,转速10r/min，磁场强度0.25T）、破碎、磨矿后，浮选得到铜精矿。在熔融温度1350℃，冷却速度1.5℃/min，冷却终点温度900℃的条件下进行改性，改性渣在浮选铜条件：磨矿细度-0.045mm 90%；丁黄药80g/t，经过三次精选和三次扫选，获得铜粗精矿品位22.42%，铜回收率77.88%。
对比例2
对铜冶炼的电炉贫化熔融渣中铜品位0.83%，不添加任何添加剂，采用熔渣缓冷-浮选工艺处理，获得铜精矿品位20.2%，铜回收率71.56%。
实施例4
对铜冶炼的电炉贫化熔融渣中铜品位0.83%，按铜冶炼渣质量的3%添加复合添加剂（黄铁矿40%，黄铜矿5%，焦粉40%，腐植酸钠15%）进行熔渣改性，经超声波场的作用下使其充分混匀和熔化，改性渣经过缓冷（在离心力和磁场作用下，转速15r/min，磁场强度0.20T）、破碎、磨矿后，浮选得到铜精矿。在熔融温度1300℃，冷却速度1.5℃/min，冷却终点温度900℃的条件下进行改性，改性渣在浮选铜条件：磨矿细度-0.045mm 90%；丁黄药80g/t，经过三次精选和三次扫选，获得铜粗精矿品位22.55%，铜回收率79.98%。
将上述实施例得到的数据可知：采用本发明的复合添加剂应用在铜冶炼熔融渣渣桶缓冷-浮选工艺，获得铜精矿品位20%，铁回收率达到70%以上的良好指标。与对比例1、2相应数据比较，本发明的复合添加剂应用在铜冶炼熔融渣矿相重构-浮选-磁选工艺中，铜回收率大幅提高8-10%，而铜的品位基本不受影响。实现强化了铜渣中铜的回收。

Claims (10)

1.一种铜冶炼渣回收铜的方法，其特征在于包括下述的步骤：
第一步，铜冶炼熔渣改性：向熔融状态的铜冶炼渣中按照熔渣质量比添加3-5%的复合添加剂，超声波作用使其充分混匀和熔化；
所述复合添加剂由按质量百分比计的下述组分组成：黄铁矿40-50%，黄铜矿 5-10%，焦粉 40-50%，和腐殖酸钠 5-15%，合计100%；
第二步，熔渣缓冷：将经上述改性的熔渣在离心力和磁场作用下缓慢冷却；
第三步，浮选：将缓冷后的改性渣破碎、磨矿，然后进行浮选处理，得到浮选铜精矿和尾渣。
2.根据权利要求1所述的铜冶炼渣回收铜的方法，其特征在于：第一步经电炉贫化后的铜冶炼熔渣，出炉温度1250℃-1350℃，然后添加所述复合添加剂。
3.根据权利要求1或2所述的铜冶炼渣回收铜的方法，其特征在于：第二步熔渣缓慢冷却至800-900℃，冷却速度1-2℃/min。
4.根据权利要求1所述的铜冶炼渣回收铜的方法，其特征在于：第二步缓慢冷却过程转速10~15r/min。
5.根据权利要求1或4所述的铜冶炼渣回收铜的方法，其特征在于：第二步缓慢冷却过程磁场强度0.2~0.25T。
6.根据权利要求1所述的铜冶炼渣回收铜的方法，其特征在于：所述黄铁矿和黄铜矿均为天然矿物或精矿。
7.根据权利要求6所述的铜冶炼渣回收铜的方法，其特征在于：黄铁矿平均硫含量35~45%，黄铜矿平均铜品位18~25%，焦粉固定炭含量70~80%。
8. 根据权利要求1所述的铜冶炼渣回收铜的方法，其特征在于：第三步浮选时，磨矿细度-0.045mm 75%-90%。
9. 根据权利要求1或8所述的铜冶炼渣回收铜的方法，其特征在于：第三步浮选制度为：丁黄药60 g/t ~80g/t，经过三次精选和三次扫选。
10.根据权利要求1、2、4、8中任一项所述的铜冶炼渣回收铜的方法，其特征在于：铜冶炼渣中铁含量30-42%，铜含量0.5%-1.2%。
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